État des applications et perspectives de développement des systèmes photovoltaïques distribués en Chine
Sous le double effet de la réduction rapide des coûts et des politiques de subvention, pv distribué les centrales électriques avec une construction décentralisée à petite échelle du côté de la consommation d'énergie se sont développées rapidement.
Tendance du développement de l'énergie photovoltaïque distribuée en Chine
Depuis 2021, la capacité photovoltaïque distribuée nouvellement installée en Chine a dépassé pour la première fois la capacité photovoltaïque centralisée, tandis que la capacité photovoltaïque installée par les ménages a connu une croissance explosive, avec une capacité installée supplémentaire de 21,5 GW, représentant près des trois quarts de la capacité photovoltaïque distribuée nouvellement installée.
Il est prévisible que la capacité installée de l'énergie photovoltaïque distribuée en Chine continuera à croître rapidement et que l'énergie photovoltaïque distribuée sera profondément intégrée au nouveau système électrique grâce à l'innovation technologique.
Principaux scénarios d'application des systèmes photovoltaïques distribués
Le système de production d'électricité photovoltaïque distribuée a une petite capacité installée et des formes flexibles. Dans les vastes zones urbaines et rurales, il est facile de le combiner avec les centres de charge et les espaces inutilisés.
Actuellement, les domaines de la construction, du transport, de l'agriculture et de la communication sont devenus les principaux scénarios d'application de la photovoltaïque distribuée, et l'intégration fonctionnelle des systèmes de production d'énergie photovoltaïque avec les sites et les installations est réalisée sous la forme de "photovoltaïque +".
Photovoltaïque + Architecture
Il existe deux types de systèmes photovoltaïques distribués sur les bâtiments : les centrales photovoltaïques installées (BAPV) et les centrales photovoltaïques intégrées au bâtiment (BIPV).
La centrale photovoltaïque en toiture la plus répandue appartient au système BAPV ; le système BIPV fait référence à l'utilisation de modules photovoltaïques comme matériaux de construction pour devenir une partie du bâtiment lui-même, tels que les murs-rideaux photovoltaïques, les parasols photovoltaïques, les toits photovoltaïques qui remplacent directement les toits en tuiles d'acier colorées, etc.
L'installation de centrales photovoltaïques en toiture et de BIPV permet de protéger le bâtiment de l'exposition directe au vent et à la pluie. La surface lisse des modules photovoltaïques peut réfléchir une partie des rayons du soleil et absorber 80% de la lumière et de la chaleur en même temps.
Cette chaleur est collectée sur les panneaux photovoltaïques, transférée en partie aux tuiles situées en dessous par conduction thermique, et en partie dissipée dans l'air, ce qui limite la conduction de la chaleur vers le toit.
Photovoltaïque + Transport
Avec la popularité des véhicules électriques, l'abri de voiture intégré pour le stockage et la recharge de l'éclairage est devenu une forme d'application populaire du photovoltaïque distribué. Le système photovoltaïque recharge les véhicules électriques sur place et l'énergie excédentaire est connectée à Internet.
Le système de stockage d'énergie distribué peut également être utilisé pour décaler l'énergie dans le temps, de manière à atténuer les fluctuations de la production d'énergie photovoltaïque et de la charge. Dans le réseau routier public, les lampadaires photovoltaïques sont la forme la plus ancienne et la plus répandue d'énergie photovoltaïque distribuée.
Ces dernières années, les arrêts de bus photovoltaïques, les stations-service photovoltaïques et les centrales électriques photovoltaïques de protection des talus routiers sont apparus en grand nombre, et des applications exploratoires telles que les dalles de sol photovoltaïques et les routes photovoltaïques ont également vu le jour.
Photovoltaïque + Communication
Avec l'extension de la couverture des services de communication en Chine et l'amélioration des technologies de communication, les problèmes d'alimentation électrique des stations de base de communication dans les zones reculées et la forte augmentation de la consommation d'énergie des équipements des stations de base sont devenus de plus en plus importants.
Par conséquent, l'utilisation de centrales photovoltaïques distribuées pour les stations de base de communication et la fourniture d'énergie au niveau local peuvent réduire efficacement les coûts d'approvisionnement en énergie et améliorer les capacités de garantie de l'approvisionnement en énergie.
Photovoltaïque + agriculture d'installation
Installer des systèmes de production d'énergie photovoltaïque distribuée sur les installations de plantation telles que les serres solaires, les serres en verre et les installations d'élevage telles que les étables et les poulaillers, qui peuvent fournir de l'énergie pour le chauffage, l'approvisionnement en liquide et l'éclairage d'équipements supplémentaires sur place.
Cela permet non seulement de réduire le coût de la consommation d'électricité, mais aussi d'apporter des avantages en matière de production d'électricité aux zones rurales en utilisant le surplus d'électricité pour se connecter au réseau, tout en contribuant à réduire les émissions de carbone dans le processus de production agricole.
Autres scénarios d'application des systèmes photovoltaïques distribués
Ces dernières années, divers fabricants ont développé une variété de produits d'application photovoltaïque, tels que des lampadaires photovoltaïques, des poubelles intelligentes photovoltaïques, des tentes photovoltaïques, des sacs à dos photovoltaïques, etc., principalement pour l'usage quotidien, l'affichage, l'urgence et d'autres usages.
De nombreux vélos partagés sont également équipés de modules photovoltaïques qui alimentent les serrures intelligentes des voitures. L'application quotidienne de la technologie photovoltaïque est assez mûre et populaire, et d'autres scénarios d'application seront explorés et étendus à l'avenir.
Orientation de l'innovation technologique clé en matière de photovoltaïque distribué
Orientation de l'innovation en matière d'équipements de systèmes photovoltaïques distribués
Les systèmes photovoltaïques distribués sont généralement installés sur des bâtiments ou combinés à divers équipements et installations, tandis que les systèmes photovoltaïques à concentration sont généralement installés sur des bâtiments ou combinés à divers équipements et installations. batterie solaire lithium-ion est souvent utilisé en combinaison. Les caractéristiques de leurs scénarios d'application mettent en avant les exigences suivantes pour les caractéristiques du système :
● En tant que projet d'ingénierie à petite échelle, à grande échelle et très dispersé, la conception et la construction des centrales photovoltaïques distribuées doivent être aussi standardisées que possible ;
● Les centrales pv distribuées proches des lieux de production et de vie doivent garantir la sécurité ;
● Les modules photovoltaïques des centrales électriques distribuées sont souvent bloqués par les bâtiments et installations environnants. Les ombres peuvent facilement entraîner des points chauds ou même endommager les modules, ce qui provoquera également de grandes différences dans le courant de travail de chaque module de la chaîne, réduisant ainsi considérablement la production d'électricité. Il est donc nécessaire de prendre en compte l'influence de l'occultation des ombres des deux côtés de la conception et de l'équipement afin de maximiser la production d'énergie.
Afin d'améliorer la normalisation de la conception et de la construction des centrales photovoltaïques distribuées, en particulier des petites centrales photovoltaïques domestiques, le système plug-and-play est une solution efficace.
Les modules photovoltaïques, les onduleurs, les petits dispositifs de stockage d'énergie et les accessoires tels que les câbles et les fixations sont fortement intégrés, et la méthode de connexion électrique est améliorée pour simplifier l'opération d'installation en la ramenant à un branchement ou à un sertissage direct, ce qui peut non seulement améliorer considérablement l'efficacité de la construction, mais aussi renforcer la sécurité.
La faisabilité de la vulgarisation de la solution plug-and-play détermine en grande partie l'applicabilité du système intégré aux maisons rurales et aux petits bâtiments.
- En tant que système électrique, le système photovoltaïque distribué présente des risques de fuite, d'incendie et d'autres accidents. Il est donc nécessaire de promouvoir l'application du dispositif d'arrêt au niveau de la chaîne et même du composant. Comparé à la centrale électrique conventionnelle sur le toit, le système BIPV est plus proche des personnes et des biens dans le bâtiment, et la sécurité est très importante ; outre la sécurité électrique, la sécurité structurelle et la protection environnementale des matériaux devraient également être au cœur des efforts de R&D et de normalisation.
En raison de la légère différence entre les paramètres électriques nominaux de chaque module de la chaîne, les ombres et la contamination sont également différentes, ce qui entraîne un décalage du courant de sortie et donc une perte de puissance. Les micro-onduleurs et les optimiseurs au niveau des composants permettent à chaque composant de fonctionner à son point de puissance maximale, ce qui minimise les pertes.
Pour les micro-onduleurs et les optimiseurs de composants, la recherche et le développement se concentrent actuellement sur l'optimisation de l'algorithme de suivi du point de puissance maximale, l'amélioration de la fiabilité de l'appareil, la réduction de sa propre perte de puissance et la réduction des coûts. En outre, à l'instar des onduleurs classiques, les micro-onduleurs et les optimiseurs de composants doivent également être plus intelligents.
Orientation novatrice de la technologie d'exploitation et de maintenance des systèmes photovoltaïques distribués
Les centrales photovoltaïques distribuées sont géographiquement dispersées et les propriétaires n'ont souvent pas d'expertise en matière de photovoltaïque.
Il est urgent d'améliorer le niveau d'automatisation, d'intelligence et d'intensification des travaux d'exploitation et de maintenance afin de réduire les coûts d'exploitation et de maintenance et d'améliorer l'efficacité du travail.
Basé sur l'équipement du système tel que les onduleurs, utilisant l'Internet, le big data, l'intelligence artificielle, la communication 5G et d'autres technologies avancées, c'est la voie technique la plus réalisable pour mener une surveillance centralisée et unifiée d'un grand nombre de centrales électriques photovoltaïques distribuées.
Le système de surveillance ne se contente pas de contrôler les données d'exploitation de chaque centrale en temps réel, il effectue également des analyses de données, compte la production d'électricité, calcule les revenus et prédit les tendances futures en matière de production d'électricité ;
Lorsqu'une situation anormale est détectée, le point de défaillance peut être localisé et le type et le degré de la défaillance peuvent être diagnostiqués, de manière à fournir une aide à la prise de décision pour l'organisation des travaux d'exploitation et de maintenance, tels que l'envoi du personnel et les questions de maintenance.
Parallèlement, avec l'accès à grande échelle et en forte proportion des systèmes photovoltaïques distribués au réseau de distribution, afin de garantir la qualité de l'énergie et la sécurité d'exploitation du réseau électrique, il deviendra inévitable de participer à la programmation intelligente du réseau électrique par le biais d'un système de surveillance intelligent.
En outre, les terminaux mobiles de la plateforme d'exploitation et de maintenance, les robots de nettoyage intelligents, les outils d'inspection automatisés et d'autres équipements d'exploitation et de maintenance constituent également des avancées importantes dans l'innovation de la technologie d'exploitation et de maintenance des systèmes photovoltaïques distribués.
Couplage de systèmes photovoltaïques distribués et de sources d'énergie multiples
Dans les micro-réseaux au niveau des bâtiments et des campus, les systèmes photovoltaïques distribués constituent l'une des sources d'énergie les plus courantes et les plus importantes, qui, avec le stockage d'énergie électrochimique, le chauffage/refroidissement, le stockage/refroidissement de la chaleur et d'autres charges, sont centralisés par des systèmes de gestion de l'énergie - surveillance, gestion unifiée de l'ordonnancement.
En tant que principale source d'énergie électrique propre dans le micro-réseau, les systèmes photovoltaïques distribués sont contrôlés par le système de gestion de l'énergie, et leur caractère aléatoire et leur volatilité sont contrôlés par le système de stockage de l'énergie.
Le décalage entre la courbe de production d'énergie et la courbe de charge est également atténué par le système de stockage d'énergie. Grâce à cette méthode de couplage multi-énergie, il est possible d'utiliser efficacement l'énergie et de réduire les émissions de carbone des bâtiments et des parcs.
Afin d'améliorer l'adéquation entre les systèmes photovoltaïques distribués et les autres sources d'énergie et charges dans le micro-réseau, d'améliorer la qualité et la fiabilité de l'alimentation électrique et de réduire les coûts de l'électricité.
Il est nécessaire de développer un système de gestion de l'énergie plus intelligent, basé sur des données météorologiques et des données d'exploitation historiques telles que la production photovoltaïque et la charge, afin de prévoir la production d'énergie photovoltaïque et la puissance de la charge, et d'effectuer une gestion de la programmation de l'optimisation de l'adéquation entre la source, la charge et le stockage de l'énergie à plusieurs échelles temporelles.
Les micro-réseaux à courant continu ou les micro-réseaux hybrides CA-CC comprenant des systèmes photovoltaïques distribués sont des formes typiques d'utilisation globale des nouvelles énergies au niveau des bâtiments et des parcs.
Pour les scénarios d'application comportant un grand nombre de charges à courant continu, l'utilisation d'un système de distribution d'énergie à courant continu permet d'accéder plus facilement aux systèmes photovoltaïques et de stockage d'énergie distribués, de simplifier le processus de conversion et de réduire les pertes d'énergie.
Basé sur l'amélioration de la technologie de l'électronique de puissance, l'expansion de l'échelle d'application du stockage de l'énergie et l'optimisation du système de gestion de l'énergie, ce mode de "stockage photovoltaïque direct flexible" promouvra efficacement l'intégration profonde de l'énergie photovoltaïque distribuée et de la consommation d'énergie.
Suggestions pour promouvoir l'innovation en matière de technologies photovoltaïques distribuées
Les systèmes photovoltaïques distribués ont été largement utilisés en Chine, et l'échelle d'application continuera à s'étendre. Afin de résoudre efficacement les problèmes suivants dans le processus de consommation, d'exploitation et de maintenance, il est nécessaire de promouvoir l'innovation technologique sous différents aspects, d'améliorer considérablement le niveau d'intelligence des systèmes photovoltaïques distribués et d'améliorer efficacement l'efficacité et la sécurité de la production d'électricité photovoltaïque distribuée, de manière à garantir que les systèmes photovoltaïques distribués puissent participer à l'équilibre à grande échelle dans le nouveau système électrique et fournir un soutien solide à la consommation d'électricité.
En tant qu'élément important de l'industrie photovoltaïque, les batteries solaires attirent également l'attention. Si vous souhaitez en savoir plus sur les cellules solaires, lisez la rubrique Les 10 premiers fabricants de batteries solaires sur notre site web. Cet article vous donnera une introduction détaillée à la présentation des géants de l'industrie des batteries solaires et aux dernières tendances dans ce domaine.
